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青空ーすべてはバランス

レアメタルとレアアースはなぜレア?

2023年8月6日(日)晴れのち曇り。最高気温は35℃でした。暑い!!!
広島に原爆が投下された日。忘れてはならない日。心が重い一日だった。


きのうレアメタルとレアアースについて整理してみた。
そして、もう少し知りたいと思った。

〇レア
きのうは基礎を身につけたレアメタル。レアで希少?
確かに希少ということもあるが、もっとも重要な要素は、鉄や銅などの鉱石を採取して精錬するほど簡単ではないということにある。

希土類元素は化学的性質がお互いに似ているから、鉱石の中から酸化物などの化合物を分離精製したり、あるいは抽出した化合物を金属に還元する技術がかなり難しいらしい。
17種類のレアアースがすべて分かるまで1世紀以上かかっているそうだから。誰でもすぐにこのレアアースを取り出せるというものではない。前段のレアアースのありそうな地域を調査することも大変な費用と時間がかかりそうだ。
そういう意味でもレアと言える。

しかし、レアとは言いながら、
イットリウム(Y)やネオジウム(Nd)は、コバルト(Co)や鉛(Pb)より多く、セリウム(Ce)はスズ(Sn)よりも多く存在するそうだ。
そうであっても、分布する地域が偏在していて、金属に製錬・生成する環境や技術もそろっていないと利用できないからね。
よく知られているレアメタルであるチタンも同じことが言えるそうだ。

でも、現在ではかなり技術が進み、鉱石中の希土類金属を合金として利用していたけど、相互分離の技術が進み、17種類の元素を取り出し利用できるようになっている。(この技術を有する国にも偏りがあるけどね。)

レアメタル
リチウム(Li)、ベリリウム(Be)、ホウ素(B)、希土類、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)、ルビジウム(Rb)、ストロンチウム(Sr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、パラジウム(Pd)、インジウム(In)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウム(Re)、白金(Pt)、タリウム(Tl)、ビスマス(Bi)

少しどんな場面で使われているか知りたいね。

レアメタル
〇ガリウム アルミニウムなどの採掘の副産物として抽出される。
高速での信号処理が可能 
・LEDや半導体の材料
・携帯電話の5Gの基地局の部材
・EV向けのパワー半導体
・次世代の半導体の材料

〇ゲルマニウム
赤外線を通す性質
・赤外線カメラの部品やレンズ
・太陽電池、光ファイバー
・半導体の材料

レアアース
〇ネオジム(Nd、原子番号 60)やジスプロシウム(Dy、原子番号 66)
強い磁石の材料
・ネオジム磁石は高性能のスピーカーに使用されている強力な永久磁石
・ヘッドホンやイヤホンの小型化・高性能化
・ハイブリッド車のモーター
〇ランタノイド(原子番号で57番のランタン(La)~71番のルテチウム(Lu) )
・カラーテレビや蛍光灯などの発光材料
〇ランタン(La、原子番号 57)
・高性能の天体望遠鏡や高級カメラなどのレンズの原料
・充電可能な二次電池として汎用されているニッケル水素電池のマイナス極

なるほど、これらがなければ今の生活は維持できない。

資料・参考
経済産業省HP等による

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